BAB I

BAB II
LANDASAN TEORI
Dalam menunjang pengerjaan tugas akhir ini, tentu pemahaman terhadap
teori akan sangat membantu dalam menemukan solusi terhadap permasalahan
yang dihadapi. Beberapa pokok bahasan yang akan di jabarkan untuk pembuatan
Roll Banner adalah sebagai berikut :
2.1. Banner
Banner, biasanya digunakan sebagai pemberitahuan, atau sebagai
informasi dan periklanan. Dengan perkembangan jaman, teknologipun ikut serta
di dalamnya. Berbagai macam banner dilihat dari bentuk dan fungsinya, di
antaranya, xbaner dengan tampilan satu halaman serta tiga kaki untuk berdiri dan
dapat dilihat pada Gambar 2.1, spin banner light box dengan dua halaman depan
belakang bergerak berputar searah jarum jam dan dapat dilihat pada Gambar 2.2,
roll banner two page slide dengan dua halaman menampilkan satu halaman
berputar vertikal bergantian dan dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.1. X Baneer
(Sumber : http://digicolours.indonetwork.co.id/826124/x-banner.htm )
6
7
Gambar 2.2. Spin Banner light box
( Sumber :http://www.aliexpress.com/product-fm/410755791-public-advertising
spin-light-box-Acrylic-rotating-light-box-wholesalers.html )
Gambar 2.3. Roll banner two page slide
(Sumber:http://www.motekarbandung.com/index.php/dig-printing/roll
banner.html )
8
2.2. IC sn754410ne
sn754410ne dapat dilihat pada Gambar 2.4. merupakan driver motor DC.
IC ini merupakan Dual H-Bridge driver yang didisain untuk menghasilkan
putaran 1 arah maupun 2 arah dengan arus continue, yang digunakan untuk
mengontrol motor DC. Salah satu keuntungan dari penggunaan sn754410ne
adalah kemampuan beroperasi sampai 36 Volt, total arus keluaran yang mencapai
1A. IC ini dirancang untuk mendorong beban induktif seperti relay, solenoid, dc
dan bipolar stepping motor.
Driver motor merupakan komponen yang berfungsi sebagai interface
antara mikrokontroler dengan motor DC. Pada dasarnya gerakan motor DC diatur
dan dikontrol oleh mikrokontroler, akan tetapi output dari mikrokontroler tidak
bisa digunakan secara langsung untuk menggerakkan motor DC karena tegangan
dan arus keluaran dari mikrokontroler terlalu kecil.
Maka dari itu, digunakan driver motor sebagai interface tambahan antara
keduanya. Driver motor memiliki kemampuan untuk menerjemahkan sinyal
keluaran dari mikrokontroler yang berupa tegangan yang mempunyai logika “0”
dan ”1” ke tegangan referensi yang diperlukan oleh motor DC agar dapat bekerja
dengan baik.
Selain itu driver motor juga memiliki kemampuan untuk mengubah polaritas
tegangan sesuai dengan logika yang dikeluarkan oleh sinyal keluaran komputer
sehingga motor DC dapat berputar bolak-balik. Selain itu, dengan menggunakan
driver ini, memungkinkan untuk mengonrol kecepatan motor DC menggunakan
PWM dengan memanfaatkan pin enable pada driver motor.
9
Gambar 2.4. Koneksi pin IC sn754410ne
IC sn754410ne dapat digunakan untuk mengatur kerja 2 buah motor DC
secara dua arah. Contoh koneksinya dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5. rangkaian motor driver sn754410ne 1 A Dual H-Bridge
(Sumber: http://www.innovativeelectronics.com/innovative_electronics/
download_ files/manual/EMS_1A_DHBridge.pdf )
2.3. Motor DC
Motor DC adalah merupakan motor yang memiliki kecepatan putar tinggi.
Dengan tambahan gearbox, maka motor ini dapat digunakan untuk menggerakkan
10
bagian-bagian sistem yang membutuhkan torsi besar seperti pada bagian untuk
menjalankan sistem tersebut. Fisik motor DC dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6. Motor DC
( Sumber : http://www.asia.ru/en/ProductInfo/893614.html )
Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan
medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc
disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor
(bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada
medan magnet, maka akan timbul tegangan yang berubah-ubah arah pada setiap
setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari
arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai
nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik
arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor
paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di
antara kutub-kutub magnet permanen dan dapat dilihat pada Gambar 2.7.
11
Gambar 2.7. Motor D.C Sederhana
(Sumber:http://hades.mech.northwestern.edu/index.php/Brushed_DC_Motor The
ory)
Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang
menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan.
Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo
adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.
2.4. Sensor infra red
Infra merah adalah cahaya yang mempunyai radiasi dibawah batas
penglihatan manusia, sehingga cahaya tersebut tidak tampak oleh mata, seperti
frekwensi suara tidak terlihat tapi dapat didengarkan, dan bentuk fisik dapat
dilihat pada Gambar 2.8.
Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah
sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan
bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang
mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima.
Keuntungan atau manfaat dari sistem ini dalam penerapannya antara lain sebagai
12
pengendali jarak jauh, alarm keamanan, otomatisasi pada sistem.Pemancar pada
sistem ini tediri atas sebuah LED infra merah yang dilengkapi dengan rangkaian
yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah,
sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau
inframerah module yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang
dikirimkan oleh pemancar. Sensor infrared ini penulis gunakan pada sensor jarak
(GP2D120).
Gambar 2.8 infrared sensor
(Sumber:http://theonlinetutorials.com/what-is-an-infrared-sensor.html)
2.5. Transmiter & reciver (photodiode dan LED)
Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan
dengan dioda peka cahaya. Hal ini disebabkan karena electron yang ditimbulkan
oleh foto cahaya pada junction ini diinjeksikan di bagian Base dan diperkuat di
bagian kolektornya. Namun demikian,waktu respons dari transistor foto secara
umum akan lebih lambat dari pada dioda peka cahaya, dapat dilihat pada Gambar
2.9.
Jika photodioda tidak terkena cahaya, maka tidak ada arus yang mengalir
ke rangkaian pembanding, jika photodioda terkena cahaya maka photodiode akan
13
bersifat sebagai tegangan, sehingga Vcc dan photodioda tersusun seri, akibatnya
terdapat arus yang mengalir ke rangkaian pembanding.
Diode peka cahanya
Photodiode
Gambar 2.9. Transmiter & reciver
(Sumber:http://irwanpanarobost.blogspot.com/2011/06/membuat-robot-line
follower-sederhana.html)
2.5.1 Photodiode
Photodioda dapat dilihat pada Gambar 2.10, yaitu digunakan sebagai
komponen pendeteksi ada tidaknya cahaya maupun dapat digunakan untuk
membentuk sebuah alat ukur akurat yang dapat mendeteksi intensitas cahaya
dibawah 1pW/cm2 sampai intensitas diatas 10mW/cm2. Photo dioda mempunyai
resistansi yang rendah pada kondisi forward bias, kita dapat memanfaatkan photo
dioda ini pada kondisi reverse bias dimana resistansi dari photo dioda akan turun
seiring dengan intensitas cahaya yang masuk.
Dioda peka cahaya adalah jenis dioda yang berfungsi mendektesi cahaya.
Berbeda dengandioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah menjadi
arus listrik. Cahaya yang dapatdideteksi oleh dioda peka cahaya ini mulai dari
cahaya inframerah, cahaya tampak, ultra ungusampai dengan sinar-X. Aplikasi
dioda peka cahaya mulai dari penghitung kendaraan di jalanumum secara otomatis,
pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan dibidang medis.
14
Alat yang mirip dengan dioda peka adalah transistor foto (phototransistor).
Transistorfoto ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan
kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya.
Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan
dengan diodapeka cahaya. Hal ini disebabkan karena electron yang ditimbulkan
oleh foton cahaya padajunction ini diinjeksikan di bagian Base dan diperkuat di
bagian kolektornya. Namun demikian,waktu respons dari transistor foto secara
umum akan lebih lambat dari pada dioda peka cahaya.
Jika photo dioda tidak terkena cahaya, maka tidak ada arus yang mengalir
ke rangkaian pembanding, jika photo dioda terkena cahaya maka photodiode akan
bersifat sebagai tegangan, sehingga Vcc dan photo dioda tersusun seri, akibatnya
terdapat arus yang mengalir ke rangkaian pembanding.
Gambar 2.10. photo diode
(Sumber : http://www.scribd.com/doc/29846109/Photo-Dioda)
15
2.5.2
Light Emitting Diode (LED)
Light Emitting Diode atau Light Emitting Device (LED) merupakan
piranti yang vital dalam teknologi electroluminescent seperti untuk aplikasi
teknologi
display
(tampilan),
sensor,
dan
lain-lainnya.
Teknologi
electroluminescent didasarkan pada konsep pancaran cahaya yang dihasilkan oleh
suatu piranti sebagai akibat dari adanya medan listrik yang diberikan kepadanya.
Dalam perkembangannya piranti LED telah dibuat dengan desain menggunakan
bahan organik yang disebut dengan Organic Light Emitting Device (OLED).
Pada dasarnya LED memiliki dua buah kaki Anoda dan Katoda yang
dimana untuk mengaktifkan LED tersebut Anoda kita beri VCC dan Katoda kita
hubungkan ke Ground. Struktur LED dapat dilihat pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11. Light-emitting diode (LED)
(Sumber: http://shatomedia.com/2009/11/light-emitting-diodes-leds/)
2.6. Komparator
Komparator dapat dilihat pada Gambar 2.12. adalah sebuat rangkaian yang
dapat
membandingkan
besar
tegangan
masukan.
Komparator
biasanya
16
menggunakan Op-Amp sebagai piranti utama dalam rangkaian.Vref di hubungkan
ke +V supply, kemudian R1 dan R2 digunakan sebagai pembagi tegangan,
sehingga nilai tegangan yang di referensikan pada masukan + op-amp adalah
sebesar :V = [R1/(R1+R2) ]
Vsupply Op-amp tersebut akan membandingkan nilai tegangan pada kedua
masukannya, apabila masukan (-) lebih besar dari masukan (+) maka, keluaran
op-amp akan menjadi sama dengan – Vsupply, apabila tegangan masukan (-) lebih
kecil dari masukan (+) maka keluaran op-amp akan menjadi sama dengan +
Vsupply. Jadi dalam hal ini jika Vinput lebih besar dari V maka keluarannya akan
menjadi – Vsupply, jika sebaliknya, Vinput lebih besar dari V maka keluarannya
akan menjadi + Vsupply. Untuk op-amp yang sesuai untuk di pakai pada
rangkaian op-amp untuk komparator biasanya menggunakan op-amp dengan tipe
LM339 yang banyak di pasaran.
Komparator merupakan rangkaian elektronik yang akan membandingkan
suatu input dengan referensi tertentu untuk menghasilkan output berupa dua nilai
(high dan low). Suatu komparator mempunyai dua masukan yang terdiri dari
tegangan acuan (Vreference) dan tegangan masukan (Vinput) serta satu tegangan
output (Voutput).
Dalam operasinya opamp akan mempunyai sebuah keluaran konstan yang
bernilai "low" saat Vin lebih besar dari Vrefferensi dan "high" saat Vin lebih kecil
dari Vrefferensi atau sebaliknya. Nilai low dan high tersebut akan ditentukan oleh
desain dari komparator itu sendiri. Keadaan output ini disebut sebagai
karakteristik output komparator.
17
kerja dari komparator hanya membandingkan Vin dengan Vref-nya maka
dengan mengatur Vref, kita sudah mengatur kepekaan sensor terhadap perubahan
tingkat intensitas cahaya yang terjadi. Dimana semakin rendah Vref semakin
sensitif komparator terhadap perubahan tegangan Vin yang diakibatkan oleh
perubahan intensitas cahaya.
Gambar 2.12. Rangkaian komparator
(Sumber: http://ionozer.blogspot.com/2010/07/pembanding-komparator.html)
2.7. Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard's Risc processor) standar memiliki
arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit, dan sebagian
besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock. AVR berteknologi RISC
(Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC
(Complex Instruction Set Computing). AVR dapat dikelompokkan menjadi empat
kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga ATSOSxx, keluarga ATMega, dan
AT86RFxx. Pada dasamya, yang membedakan masing-masing kelas adalah
18
memori, peripheral, dan fungsinya. Untuk mikrokontroler AVR yang berukuran
lebih kecil, Anda dapat mencoba ATmega8 atau ATtiny2313 dengan ukuran
Flash Memory 2KB dengan dua input analog.
Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua
instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi
dieksekusi dalam satu siklus instruksi clock. Dan ini sangat membedakan sekali
dengan instruksi MCS-51 (Berarsitektur CISC) yang membutuhkan siklus 12
clock. RISC adalah Reduced Instruction Set Computing sedangkan CISC adalah
Complex Instruction Set Computing. Berikut istilah-istilah dalam mikrokontroler
AVR:
a. Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan
program hasil buatan manusia yang harus dijalankan oleh mikrokontroler.
b. RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU
untuk penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program
sedang running
c. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah
memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang
running.
d. Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil
keluaran ataupun masukan bagi program.
e. Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung
waktu/pulsa.
f. UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi
data khusus secara serial asynchronous.
19
g. PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi
pulsa
h. ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima
sinyal analog dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu
nilai digital dalam range tertentu.
i. SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara
serial secara serial synchronous.
j. ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler
untuk dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan
membutuhkan jumlah pin yang minimal.
2.7.1. Arsitektur ATMega8535
Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega8535 dapat diperhatikan pada
Gambar 2.13.
Gambar 2.13. Arsitektur ATMega8535
(Sumber: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2502.pdf )
20
Berikut keterangan arsitektur ATMega8535 :
a. Saluran IO sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D
b. ADC 10 bit sebanyak 8 Channel
c. Tiga buah timer atau counter dengan kemampuan pembanding
d. 32 register
e. Watchdog Timer dengan oscilator internal
f. SRAM sebanyak 512 byte
g. Memori Flash sebesar 8 kb
h. Sumber Interrupt internal dan eksternal
i. Port SPI (Serial Pheriperal Interface)
j. EEPROM on board sebanyak 512 byte
k. Komparator analog
l. Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter)
untuk komunikasi serial.
2.7.2. Fitur ATMega8535
a. Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
b. Ukuran memori flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar 512
byte.
c. ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel.
d. Port komunikasi serial USART dengan kecepatan maksimal 2.5 Mbps
e. Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik
21
2.7.3. Konfigurasi Pin ATMega8535
Pin-pin mikrokontroler ATMega8535 dapat dilihat pada Gambar 2.14.
Gambar 2.14. Pin-pin ATMega8535
(Sumber : http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2502.pdf )
Berikut keterangan pin ATMega8535:
a. Port A (PA0 - PA7)
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
internal pull-up resistor atau dapat diatur per bit. Output buffer Port A dapat
memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung.
Data Direction Register port A (DDRA) harus diatur atau disetting terlebih
dahulu sebelum Port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan
pin-pin port A yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output.
Selain itu, kedelapan pin port A juga digunakan untuk masukan sinyal analog
bagi ADC.
22
b. Port B (PB0 - PB7)
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
internal pull-up resistor atau dapat diatur per bit. Output buffer Port B dapat
memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung.
Data Direction Register port B (DDRB) harus diatur atau diatur terlebih dahulu
sebelum Port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin
port B yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Pin-pin
port B juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat
dilihat dalam Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Keterangan Port B ATMega8535
Port Pin
Fungsi Khusus
PB0
T0 = timer/counter 0 external counter input
PB1
T1 = timer/counter 0 external counter input
PB2
AIN0 = analog comparator positive input
PB3
AIN1 = analog comparator negative input
PB4
SS = SPI slave select input
PB5
MOSI = SPI bus master output / slave input
PB6
MISO = SPI bus master input / slave output
PB7
SCK = SPI bus serial clock
c. Port C (PC0 - PC7)
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
internal pull-up resistor atau dapat diatur per bit. Output buffer Port C dapat
memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung.
Data Direction Register port C (DDRC) harus diatur atau diatur terlebih dahulu
sebelum Port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin
port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu,
23
dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki fungsi alternatif sebagai oscillator
untuk timer atau counter 2.
d. Port D (PD0 - PD1)
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
internal pull-up resistor atau dapat diatur per bit. Output buffer Port D dapat
memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung.
Data Direction Register port D (DDRD) harus diatur atau diatur terlebih dahulu
sebelum Port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin
port D yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu,
pin-pin port D juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang
dapat dilihat dalam Tabel 2.2.
Port Pin
PD0
PD1
PD2
PD3
PD4
PD5
PD6
PD7
Tabel 2.2. Keterangan Port D ATMega8535
Fungsi Khusus
RDX (UART input line)
TDX (UART output line)
INT0 (external interrupt 0 input)
INT1 (external interrupt 1 input)
OC1B (timer/counter1 output compareB match output)
OC1A (timer/counter1 output compareA match output)
ICP (timer/counter1 input capture pin)
OC2 (timer/counter2 output compare match output)
e. RESET
RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi
masukan low selama minimal 2 machine cycle maka sistem akan direset.
24
f. XTAL1
XTAL1 adalah masukan ke inverting oscillator amplifier dan input ke
internal clock operating circuit.
g. XTAL2
XTAL2 adalah output dari inverting oscillator amplifier.
h. AVCC
Avcc adalah kaki masukan tegangan bagi A/D Converter. Kaki ini harus
secara eksternal terhubung ke Vcc melalui lowpass filter.
i. AREF
AREF adalah kaki masukan referensi bagi A/D Converter. Untuk
operasionalisasi ADC, suatu level tegangan antara AGND dan Avcc harus
dibeikan ke kaki ini.
j. AGND
AGND adalah kaki untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND,
kecuali jika board memiliki analog ground yang terpisah.
2.7.4. Peta Memori ATMega8535
ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori
program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian yaitu : 32 buah
register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM internal.
Register untuk keperluan umum menempati space data pada alamat
terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus untuk menangani
I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya, yaitu
mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus
25
digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler,
seperti kontrol register, timer/counter, fungsi fungsi I/O, dan sebagainya. Alamat
memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60
sampai dengan $25F. Memory data AVR ATMega8535L terlihat pada Gambar
2.15.
Gambar 2.15. Memory data AVR ATMega8535
(Sumber : http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2502.pdf )
Memori program yang terletak pada Flash Perom tersusun dalam word
atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit. AVR
ATMega8535 memiliki 4KByte x 16 Bit Flash Perom dengan alamat mulai dari
$000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12 bit Program Counter (PC)
sehingga mampu mengalamati isi Flash. Memory data program AVR
ATMega8535 terlihat pada Gambar 2.16.
26
Gambar 2.16. Memory data program ATMega8535
( Sumber : http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2502.pdf )
Selain itu AVR ATmega8535 juga memilki memori data berupa
EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai
$1FF.
2.7.5. Status Register ATMega8535
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap
operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan
bagian dari inti CPU mikrokontroler. Status register ATMega8535 terlihat pada
Gambar 2.17.
Gambar 2.17. Status Register ATMega8535
( Sumber : http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2502.pdf )
Keterangan Status Register ATMega8535:
a. Bit7  I (Global Interrupt Enable), Bit harus di Set untuk mengenable semua
jenis interupsi.
27
b. Bit6  T (Bit Copy Storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T
sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register
GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T
dapat disalin kembali kesuatu bit dalam register GPR dengan menggunakan
instruksi BLD.
c. Bit5  H (Half Cary Flag)
d. Bit4  S (Sign Bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N (negatif) dan
flag V (komplemen dua overflow).
e. Bit3  V (Two's Component Overflow Flag) Bit ini berfungsi untuk
mendukung operasi matematis.
f. Bit2  N (Negative Flag) Flag N akan menjadi Set, jika suatu operasi
matematis menghasilkan bilangan negatif.
g. Bit1  Z (Zero Flag) Bit ini akan menjadi Set apabila hasil operasi matematis
menghasilkan bilangan 0.
h. Bit0  C (Cary Flag) Bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi
menghasilkan carry.
(Sumber : http://www.ittelkom.ac.id/library/Mikrokontroler-AVR-ATMega8535)
2.7.6. Minimum System ATMega8535
Sistem minimum (minimum system) mikrokontroler adalah rangkaian
elektronik minimum yang diperlukan untuk beroperasinya IC mikrokontroler.
Sismin ini kemudian bisa dihubungkan dengan rangkaian lain untuk menjalankan
fungsi tertentu. Di keluarga mikrokontroler AVR, seri 8535 adalah salah satu seri
yang sangat banyak digunakan.
28
Untuk membuat rangkaian sistem minimum Atmel AVR 8535 diperlukan
beberapa komponen yaitu:
a. IC mikrokontroler ATMega8535L.
b. 1 XTAL 4 MHz atau 8 MHz (XTAL1).
c. kapasitor kertas yaitu dua 22 pF (C2 dan C3) serta 100 nF (C4).
d. 1 kapasitor elektrolit 4.7 uF (C12) 2 resistor yaitu 100 ohm (R1) dan 10 Kohm
(R3).
e. 1 tombol reset pushbutton (PB1).
Selain itu tentunya diperlukan power supply yang bisa memberikan
tegangan 5V DC. Rangkaian sistem minimum ini sudah siap untuk menerima
sinyal analog (fasilitas ADC) di port A. Rangkaian dapat diperhatikan pada
Gambar 2.18.
Gambar 2.18. Rangkaian Minimum System ATMega8535
(Sumber: http://student.eepis-its.edu/~ulopens/Tutorial/Mikrokontroller)
29
2.8. CodeVision AVR
CodeVisionAVR merupakan sebuah cross-compiler C, Integrated
Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang di
desain untuk microcontroller buatan Atmel seri AVR.CodeVisionAVR dapat
dijalankan pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, XP dan vista.
Cross-compiler C mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari bahasa
ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan
beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan
kebutuhan pada sistem embedded.
File object COFF hasil kompilasi dapat digunakan untuk keperluan
debugging pada tingkatan C, dengan pengamatan variabel, menggunakan
debugger Atmel AVR Studio.
IDE mempunyai fasilitas internal berupa software AVR Chip In-System
Programmer yang memungkinkan Anda untuk melakukan transfer program
kedalam chip microcontroller setelah sukses melakukan kompilasi secara
otomatis. Software In-System Programmer didesain untuk bekerja dengan Atmel
STK500/AVRISP/AVRProg, Kanda Systems STK200+/300, Dontronics DT006,
Vogel
Elektronik
VTEC-ISP,
Futurlec
JRAVR
dan
MicroTronics
ATCPU/Mega2000 programmers/development boards.
CodeVisionAVR juga mempunyai Automatic Program Generator bernama
CodeWizardAVR, yang mengujinkan Anda untuk menulis, dalam hitungan menit,
semua instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi-fungsi berikut:
a. Set-up akses memori eksternal
b. Identifikasi sumber reset untuk chip
30
c. Inisialisasi port input/output
d. Inisialisasi interupsi eksternal
e. Inisialisasi Timer/Counter
f. Inisialisasi Watchdog-Timer
g. Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang
digerakkan oleh interupsi
h. Inisialisasi Pembanding Analog
i. Inisialisasi ADC
j. Inisialisasi Antarmuka SPI
k. Inisialisasi Antarmuka Two-Wire
l. Inisialisasi Antarmuka CAN
m. Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat DS1621
n. dan Real-Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan DS1307
o. Inisialisasi Bus 1-Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20
p. Inisialisasi modul LCD
Tampilan CodeVisionAVR dapat dilihat pada Gambar 2.19.
Gambar 2.19. Tampilan CodeVisionAVR
(Sumber : http://deatronik.com/berkenalan-dg-codevision-avr)
31
2.9. Definisi PWM
Pwm adalah singkatan dari Pulse Width Modulation dapat dilihat pada
Gambar 2.20, merupakan suatu metode yang digunakan untuk mengontrol daya
yang berkaitan dengan power supply, Contohnya power supply pada komputer.
Selain fungsi pwm yang digunakan untuk mengontrol daya power supply, pwm
juga dapat difungsikan sebagai pengatur gerak perangkat elektronika, misalnya
pada motor servo. Sesuai dengan namanya Pulse Width Modulation, maka dalam
penerapannya sinyal tegangan-lah yang di rubah lebarnya. Dan sinyal pwm,
frekuensi gelombangnya adalah konstan (tetap) namun duty cycle bervariasi antara
0% hingga 100%, menurut amplitudo sinyal aslinya. Karena hanya ada 2 kondisi
amplitudo sinyal PWM (yaitu low dan high ) maka dapat juga dikatakan bahwa
sinyal pwm adalah sinyal informasinya terletak pada lebar pulsa.
Gambar 2.20. Tegangan PWM
32
2.9.1 Prinsip dasar PWM
PWM (Pulse Width Modulation ) dicapai/diperoleh dengan bantuan
sebuah gelombang kotak yang mana siklus kerja (duty cycle) gelombang dapat
diubah-ubah untuk mendapatkan sebuah tegangan keluaran yang bervariasi yang
merupakan nilai rata-rata dari gelombang tersebut. Lebih jelasnya bisa dilihat
pada Gambar 2.21.
Gambar 2.21. Gelombang kotak (pulsa)
(Sumber : http://www.scribd.com/doc/58672500/Pengenalan-PWM )
Ton adalah waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi tinggi
(baca: high atau1) dan,Toff adalah waktu dimana tegangan keluaran berada pada
posisi rendah (baca: low atau 0 ).Anggap Ttotal adalah waktu satu siklus atau
penjumlahan antara Ton dengan Toff, biasa dikenal dengan istilah "periode satu
gelombang"
Siklus kerja atau duty cycle sebuah gelombang didefinisikan sebagai,
33
Tegangan keluaran dapat bervariasi dengan duty cycle dan dapat dirumuskan
sebagai berikut,
Apabila Ton adalah 0, Vout juga akan 0,
Apabila Ton adalah Ttotal maka Vout adalah Vin atau bisa dibilang nilai maksimum.
(sumber : http://www.scribd.com/doc/58672500/Pengenalan-PWM )
2.10. LCD
LCD 16 x 2 digunakan sebagai tampilan dari mikrokontroler. LCD
memiliki 16 pin dengan informasi, dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Deskirpsi pin LCD
Pin
1
2
3
4
Deskripsi
VCC
GND
Tegangan kontras LCD
Register select, 0 = Register Command, 1 = Register Data
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1 = Read, 0 = Write
Enable Clock LCD
Data Bus 0
Data Bus 1
Data Bus 2
Data Bus 3
Data Bus 4
Data Bus 5
Data Bus 6
Data Bus 7
Tegangan positif backlight
Tegangan negatif backlight
Interface LCD merupakan sebuah parallel bus, di mana hal ini sangat
memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke
34
LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8 bit dikirim ke LCD secara 4
atau 8 bit pada satu waktu. LCD dapat ditunjukkan seperti pada Gambar 2.22.
Gambar 2.22. Interface Modul LCD 2 x16
(Sumber: http://www.lcd-module.de/eng/pdf/doma/dip162-de.pdf )
2.11. Tombol push button
Salah satu jenis perangkat antar muka yang umum dijumpai pada sistem
embedded (atau sistem microcontroller) adalah Keypad matrik 4x4 atau 3x4.
Walaupun penggunaannya sangat intensive, tetapi kenyataannya sangat jarang
perangkat lunak pengembang yang menyediakan fungsi standar untuk
pengaksesan keypad tersebut (sejauh pengetahuan penulis). Walaupun nampaknya
sepele, tetapi fungsi pengaksesan keypad ini justru menjadi faktor kunci
kenyamanan pengguna sistem embedded yang kita rancang. Fungsi pengaksesan
keypad disusun oleh penulis dengan bahasa C (compiler: CodeVisionAVR) untuk
microcontroller AVR. Layout dan interkoneksi serta kode fungsi dapat di lihat di
Gambar 2.23.
Gambar 2.23. Contoh layout keypad 4x4 dan interkoneksi pada microcontroller
(Sumber : http://iwan.blog.undip.ac.id/files/2009/06/keypad.pdf )
35
2.12. Fuzzy Logic
Kontroller logika fuzzy dikategorikan dalam kontrol cerdas (intelligent
control). Unit logika fuzzy memiliki kemampuan menyelesaikan masalah perilaku
sistem yang komplek, yang tidak dimiliki oleh kontroller konvensional. Berbeda
dengan sistem kontrol biasa, dimana harga yang dihasilkan diolah dan
didefinisikan secara pasti, atau dengan istilah lain hanya mengenal logika 0 dan 1
atau bekerja pada daerah ON dan OFF, sehingga didapatkan perubahan yang
kasar. Pada sistem logika fuzzy, nilai yang berada antara 0 dan 1 dapat
didefinisikan, sehingga kontroler dapat bekerja seperti sistem syaraf manusia yang
bisa merasakan lingkungan eksternalnya , kemudahan-kemudahan yang tidak
dimiliki oleh sistem kontrol konvensional. Logika fuzzy yang kami gunakan untuk
pengaturan kecepatan agar kecepatan putar motor DC tetap stabil sesuai dengan
set point pada saat menentukan kecepatan. dan metode fuzzy terdiri dari 3 metode
yaitu, “kurang, agak, biasa dan, sangat”, atau bahkan pengaburannya bisa lebih
dari kategori tersebut dengan menambah faktor linguistik yang terhimpun dalam
pengaburan derajat keanggotaan. Jadi dengan menggunakan kontroler logika fuzzy
akan diperoleh
A.
Metode Tsukamoto
Setiap konsekuen pada aturan yang berbentuk IF-THEN harus
direpresentasikan dengan suatu himpunan fuzzy dengan fungsi keanggotaan
yang monoton. Sebagai hasilnya, output hasil inferensi dari tiap-tiap aturan
diberikan secara tegas berdasarkan α-predikat. Hasil akhirnya diperoleh
dengan menggunakan rata-rata terbobot dan dapat dilihat pada Gambar 2.24.
36
Gambar 2.24. Inferensi dengan menggunakan Metode Tsukamoto
B. Metode Mamdani
Metode Mamdani sering juga dikenal dengan nama Metode MaxMin.Metode ini diperkenalkan oleh Ebrahim Mamdani pada tahun 1975.
Untuk mendapatkan output, diperlukan 4 tahapan:
1. Pembentukan himpunan fuzzy
2. Aplikasi fungsi implikasi (aturan)
3. Komposisi aturan
4. Penegasan (defuzzy)
C. Metode Sugeno
Penalaran dengan metode SUGENO hampir sama dengan penalaran
MAMDANI, hanya saja output (konsekuen) sistem tidak berupa himpunan
fuzzy, melainkan berupa konstanta atau persamaan linear. Metode ini
diperkenalkan oleh Takagi-Sugeno Kang pada tahun 1985.
37
1. Model fuzzy sugeno Orde-Nol Secara umum bentuk model fuzzy
SUGENO Orde-Nol adalah:
IF (x1 is A1) • (x2 is A2) • (x3 is A3) • ...... • (xN is AN) THEN z=k
dengan Ai adalah himpunan fuzzy ke-i sebagai anteseden, dan k adalah
suatu konstanta (tegas) sebagai konsekuen.
2. Model fuzzy sugeno Orde-Satu
Secara umum bentuk model fuzzy SUGENO Orde-Satu adalah:
IF (x1 is A1) • ...... • (xN is AN) THEN z = p1*x1 + … + pN*xN + q
dengan Ai adalah himpunan fuzzy ke-i sebagai anteseden, dan pi adalah
suatu konstanta (tegas) ke-i dan q juga merupakan konstanta dalam
konsekuen. Apabila komposisi aturan menggunakan metode SUGENO,
maka deffuzifikasi dilakukan dengan cara mencari nilai rata-ratanya.
(Sumber : www.wordpress.com/2008/12/bab-7-logika-fuzzy.pdf )